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基于SaaS的数字水表远程监控系统的设计


基于 SaaS 的数字水表远程监控系统的设计 摘要:本文基于 SaaS 模式的数字水表远程监控系统总体设计方 案。设计了系统的总体架构,将系统分为水表、中央服务器及终端用 户三层,水表通过 GPRS 技术建立与中央服务器的双向连接,终端用户 通过互联网使用该系统。 设计了基于多租户的数据存储架构和应用可 配置,将 SaaS 技术在监控系统中进行了实现。系统实际效果达到了预 期目的。相关技术的创新开发可为其它计量仪表所借鉴。 关键词:软件即服务 SaaS 数字水表 无线通讯 GPRS 多租户 应用 我国的自来水管理水平尚不能适应城市化进程的发展,自来水管 跑冒滴漏现象十分严重,据统计我国很多城市漏损率在 20%~30%之 间,更有甚者达到 50%。因此,准确及时地进行水表读数的采集是实现 1 自来水管理信息化首先需要解决的问题 ,所以开发一套实时准确的 抄表系统就显得十分必要。 本文描述的系统中,水表定时通过 GPRS 通信与中央服务器的建 立连接交换数据实现了远程抄表。采用 SaaS 模式,不仅取消了传统的 软件授权费用,而且将应用软件部署在统一的服务器上,水务部门按需 配置软件,无需购买软硬件、建设机房、招聘 IT 人员,即可以租赁付费 的方式通过互联网使用该系统。 1 数字水表远程监控的整体结构 系统分为三层:水表、中央服务器和终端用户。系统的整体结构 示意图见图 1。 水表:包含自备井水表、大口径水表及居民用水水表,水表均可通 过 GPRS 与具有固定 IP 地址的中央服务器连接,将水表数据(流量、 状 态等)定时传输到与网络连接的中央服务器中,同时可就收服务器控制 指令改变自身状态(开、关)。 中央服务器:提供系统部署的环境,负责接收水表发送的数据并监 控水表(设定)、向水表发送控制信息(充值、关阀等)。 终端用户:自来水公司人员,通过浏览器登陆部署在中央服务器的 系统,在用户的权限范围内使用系统的相关功能,如售水、查询等。 2 数字水表远程监控系统的 SaaS 模式的设计与实现 2.1 逻辑视图 系统采用 WCF (Windows Communication Foundation) 技术来实 现 SaaS 模式,将系统逻辑视图的设计为如图 2 所示结构。 其中:Web 包含了 Web 页面,是用户(用户:这里的用户是指实现水 务管理的一个单元,即自来水公司)操作的页面接口;Web.Securit 包含 Membership 和用户授权的自定义 Provider;Communication 是通信模块, 完成水表与服务器的数据交换;Service.Proxy:包含系统所有的 WCF 的 服务的客户端代理;Runtime.Services 包含数据模型,授权,认证的 WCF 服务 ;Business.Services: 包含了售水、查询、数据统计等业务逻辑的 WCF 服务;DataModel 模块提供了元数据和实体逻辑的实现。 2.2 SaaS 成熟度模型的选择 根据 SaaS 应用是否具有可配置性、 高性能、 可伸缩性的特性,SaaS 成熟度模型分成四级,见表 1。 SaaS 的可伸缩性指的是随着用户数的增加,系统架构不用做调整, 而仅需要增加相应的硬件设备(应用服务器、数据服务器)即可。在本 系统中, 主要用户为自来水公司人员 , 用户数量不大且并发量低 ,可伸 缩性的实现成本相对较高,系统的设计选择 Level3。 2.3 多租户的数据存储的设计 针对 SaaS 多租户服务模式的特点,在数据存储方面可以采用以下

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